package DataStructures.AVL;

public class AVLTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {4, 3, 6, 5, 7, 8};
        int[] arr = {10, 12, 8, 9, 7, 6};
        //创建一个AVLTree对象
        AVLTree avlTree = new AVLTree();
        //添加结点
        for (int i = 0 ; i < arr.length ; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }

        //中序遍历
        System.out.println("中序遍历:");
        avlTree.infixOrder();

        System.out.println("在平衡处理后:");
        System.out.println("树的高度 = " + avlTree.getRoot().height());
        System.out.println("树的左子树高度 = " + avlTree.getRoot().leftHeight());
        System.out.println("树的右子树高度 = " + avlTree.getRoot().rightHeight());
    }
}

//创建AVLTree
class AVLTree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    //添加结点的方法
    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            //如果root为空 则直接让root指向node
            root = node;
        }else {
            root.add(node);
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (root != null) {
            root.infixOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉排序树为空，无法遍历");
        }
    }

    //查找要删除的结点
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        }else {
            return root.search(value);
        }
    }

    //查找父结点
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        }else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    //编写一个方法
    //1.返回以node为根结点的二叉排序树的最小结点的值
    //2.删除node为根结点的二叉排序树的最小结点的值
    //node 传入的结点(当做二叉排序树的根结点)
    //return 返回的是以node为根结点的二叉排序树的最小结点的值
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        //循环地查找左子结点 就会找到最小值
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        //这时target就指向了最小结点
        //删除最小结点
        delNode(target.value);
        return target.value;
    }

    //删除结点
    public void delNode(int value) {
        if (root == null) {
            return;
        }else {
            //1.需要先去找到要删除的结点 targetNode
            Node targetNode = search(value);
            //如果没有找到要删除的结点
            if (targetNode == null) {
                return;
            }
            //如果我们发现当前这颗二叉排序树只有一个结点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }

            //去找到targetNode的父结点
            Node parent = searchParent(value);
            //如果要删除的结点是叶子结点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                //判断targetNode是父结点的左子结点还是右子结点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {//是左子结点
                    parent.left = null;
                }else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {//是右子结点
                    parent.right = null;
                }
            }else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {//删除有两颗子树的结点
                int minVal = delRightTreeMin(targetNode.right);
                targetNode.value = minVal;
            }else {//除去上面两种情况 剩下的则是删除有一棵子树的结点的情况
                //如果要删除的结点有左子结点
                if (targetNode.left != null) {

                    //如果删除剩下只有两个结点 再进行删除一颗子树的情况时 parent结点就会为空 报空指针异常 所以要加一个判断
                    if (parent != null) {
                        //如果targetNode是parent的左子结点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else {//targetNode是parent的右子结点
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    }else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                }else {//要删除的结点有右子结点
                    if (parent != null) {
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.right;
                        } else {
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    }else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }
            }
        }
    }

}

//创建Node结点
class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    //返回左子树的高度
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    //返回右子树的高度
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }

    //返回当前结点的高度 以该结点为根结点的树的高度
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    //左旋转方法
    private void leftRotate() {
        //创建新的结点 以当前根结点的值创建
        Node newNode = new Node(value);
        //把新的结点的左子树设置成当前结点的左子树
        newNode.left = left;
        //把新的结点的右子树设置成当前结点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        //把当前结点的值替换成右子结点的值
        value = right.value;
        //把当前结点的右子树设置成右子树的右子树
        right = right.right;
        //把当前结点的左子结点设置成新的结点
        left = newNode;
    }

    //右旋转方法
    private void rightRotate() {
        Node newNode = new Node(value);
        newNode.right = right;
        newNode.left = left.right;
        value = left.value;
        left = left.left;
        right = newNode;
    }

    //查找要删除的结点
    //value是希望删除的结点的值
    //return如果找到返回该结点 否则返回null
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {//找到就是该结点
            return this;
        }else if (value < this.value) {//如果查找的值小于当前结点 向左子树递归查找
            //如果左子结点为空
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            return this.left.search(value);
        }else {//如果查找的值不小于当前结点 则向右子树递归查找
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            return this.right.search(value);
        }
    }

    //查找要删除结点的父结点
    //value是要找的结点的值
    //return返回的是要删除的结点的父结点 如果没有就返回null
    public Node searchParent(int value) {
        //如果当前结点就是要删除的结点的父结点
        if ( (this.left != null && this.left.value == value) || (this.right != null && this.right.value == value) ) {
            return this;
        }else {
            //如果查找的值小于当前结点的值 并且当前结点的左子结点不为空
            if (value < this.value && this.left != null) {
                //向左子树递归查找
                return this.left.searchParent(value);
            }else if (value >= this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value);
            }else {
                //条件总是不能一次性满足
                //没有找到父结点
                return null;
            }
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }

    //添加结点方法
    //递归的形式添加结点 注意需要满足二叉排序树的要求
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        //判断传入的结点的值 和 当前子树的根结点的关系
        if (node.value < this.value) {
            //如果当前结点左子结点为null
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            }else {
                //递归地向左子树添加
                this.left.add(node);
            }
        }else {//添加的结点的值大于当前结点的值
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            }else {
                //递归地向右子树添加
                this.right.add(node);
            }
        }

        //当添加完一个结点后 如果:(右子树的高度-左子树的高度) > 1 左旋转
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            //如果它的右子树的左子树的高度大于它的右子树的右子树的高度
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
                //先对右子结点进行右旋转
                right.rightRotate();
                //然后再对当前结点进行左旋转左旋转
                leftRotate();
            }else {
                //直接进行左旋转
                leftRotate();
            }
            //必须要!!!
            return;
        }

        //当添加完一个结点后 如果:(左子树的高度-右子树的高度) > 1 左旋转
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            //如果左子树的右子树的高度大于它的左子树的高度
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                //先对当前结点的左节点进行左旋转
                left.leftRotate();
                //再对当前结点进行右旋转
                rightRotate();
            }else {
                //直接进行右旋转即可
                rightRotate();
            }
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }
}